Різноманіття вживаних стандартів вимірювання вихідної потужності підсилювачів і потужності колонок може збити з пантелику будь-кого. Ось блоковий підсилювач солідної фірми 35 Вт на канал, а ось дешевенький музичний центр з наклейкою 1000 Вт.
Таке порівняння викличе явне здивування у потенційного покупця. Саме час звернутися до стандартів ...
Стандарти потужності (DIN, RMS, PMPO)
Номінальна потужність - потужність при середньому положенні регулятора гучності підсилювача, при якій інші параметри пристрою відповідають заявленим в технічному описі.
В Європі використовується два параметри потужності - номінальна і синусоїдальна. Це знайшло своє відображення в назвах акустичних систем і позначеннях динаміків. Причому, якщо раніше в основному використовувалася номінальна потужність, то тепер частіше - синусоїдальна. Наприклад, колонки 35АС згодом отримали позначення S-90 (номінальна потужність 35 Вт, синусоїдальна потужність 90 Вт)
Синусоїдальна потужність - потужність, при якій підсилювач або колонка може працювати протягом тривалого часу з реальним музичним сигналом без фізичного пошкодження. Зазвичай в 2 - 3 рази вище номінальної.
Західні стандарти ширші, як правило, використовуються DIN, RMS і PMPO.
DIN - приблизно відповідає синусоїдальної потужності - потужність, при якій підсилювач або колонка може працювати протягом тривалого часу з сигналом «рожевого шуму» без фізичного пошкодження.
RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) - Максимальна (гранична) синусоїдальна потужність - потужність, при якій підсилювач або колонка може працювати протягом однієї години з реальним музичним сигналом без фізичного пошкодження. Зазвичай на 20 - 25 відсотків вище DIN.
PMPO (Peek Music Power Output) - Музична потужність (позамежна :-)) - потужність, яку динамік колонки може витримати протягом 1 -2 секунд на сигналі низької частоти (близько 200 Гц) без фізичного пошкодження. Зазвичай в 10 - 20 разів вище DIN.
Як правило, серйозні західні виробники вказують потужність своїх виробів в DIN, а виробники дешевих музичних центрів і комп'ютерних колонок в PMPO.
Особливості стандартів, що описують потужність в звукотехніці
Багатьом іноді доводилося замислюватися, що ж саме означає потужність, в тому чи іншому вигляді приводиться в паспортах акустичних систем і звукопідсилювальної апаратури. Матеріалів на цю тему в мережі і друкованих виданнях зустрічається на диво мало, виразних відповідей на питання теж.
міжнародні стандарти
RMS (Root Mean Squared) - середньоквадратичне значення потужності, обмеженої заданими нелінійними спотвореннями.
Потужність заміряється синусоїдальним сигналом на частоті 1 кГц при досягненні 10% THD. Вона обчислюється, як твір середньоквадратичних значень напруги і струму при еквівалентній кількості теплоти, що утворюється постійним струмом. Тобто, ця потужність чисельно дорівнює квадратному кореню з добутку квадратів усереднених величин напруги і струму.
Для синусоїдального сигналу середньоквадратичне значення менше амплітудного в V2 раз (x 0,707). Взагалі ж, це віртуальна величина, термін «середньоквадратичний», строго кажучи, може бути застосований до напруги або силі струму, але не до потужності. Відомий аналог - діюче значення (всі знають його для мережі електроживлення змінним струмом - це ті самі 220 V).
Спробую пояснити, чому це поняття для опису звукових характеристик малоинформативно.
Загальна потужність - це виробляє роботу. Тобто, має сенс в електротехніці. І відноситься не обов'язково до синусоїді. У разі музичних сигналів гучні звуки ми чуємо краще, ніж слабкі. І на органи слуху впливають більше амплітудні значення, а не середньоквадратичні. Тобто гучність не еквівалентна потужності. Тому середньоквадратичні значення мають сенс в електролічильнику, а ось амплітудні в музиці. Ще більш популістський приклад - АЧХ. Провали АЧХ помітні менше, ніж піки. Тобто гучні звуки більш інформативні, ніж тихі, а усереднене значення буде мало про що говорити. Таким чином, стандарт RMS був однією з не самих вдалих спроб описати параметри звукової апаратури, які не відображають гучність, як величину.
В підсилювачах і акустиці цей параметр теж, по суті, має досить обмежене застосування - підсилювач, який видає 10% спотворень на максимальній потужності (коли виникає кліппінг, обмеження амплітуди підсилюється сигналу з виникаючими специфічними динамічними спотвореннями), ще пошукати. До досягнення максимальної потужності спотворення транзисторних підсилювачів, наприклад, не перевищують часто сотих часток відсотка, а вже вище різко зростають (нештатний режим). Багато акустичні системи при тривалій роботі з таким рівнем спотворень вже здатні вийти з ладу. Для зовсім вже дешевої техніки вказується інша величина - PMPO, зовсім вже безглуздий і ніким не нормований параметр, а значить, друзі-китайці вимірюють його так, як бог на душу покладе. Якщо точніше, в папуг, причому кожен у своїх. Значення PMPO часто перевищують номінальні аж до коефіцієнта 20.
PMPO (Peak Music Power Output) - пікова короткочасна музична потужність, величина, яка означає максимально досяжне пікове значення сигналу незалежно від спотворень взагалі за мінімальний проміжок часу (зазвичай за 10 mS, але, взагалі, не нормовано). Як випливає з опису, параметр ще більш віртуальний і безглуздий в практичному застосуванні. Посвята ці значення не сприймати всерйоз і на них не орієнтуватися. Якщо вас попало купувати апаратуру з параметрами потужності, зазначеними тільки, як PMPO, то єдина порада - послухати самостійно і визначити, підходить це вам чи ні.
DIN 45500 - комплекс загальноприйнятих стандартів IEEE, що описують різні звукопідсилювальні характеристики апаратури більш достовірним чином.
DIN POWER - значення видається на реальному навантаженню (для підсилювача) або підводиться (до АС) потужності, обмеженою нелінійними спотвореннями. Вимірюється подачею сигналу з частотою 1 кГц на вхід пристрою протягом 10 хвилин. Потужність заміряється при досягненні 1% THD (нелінійних спотворень). Строго кажучи, є й інші види вимірювань, наприклад, DIN MUSIC POWER, що описує потужність вже музичного сигналу. Зазвичай вказується величина DIN music вище, ніж приводиться як DIN.
вітчизняні стандарти
Номінальна потужність - величина штучна, вона залишає свободу вибору виробника. Розробник вільний вказати значення номінальної потужності, відповідне найбільш вигідному значенню нелінійних спотворень. Зазвичай зазначена потужність підганялася під вимоги ГОСТ до класу складності виконання при найкращому поєднанні вимірюваних характеристик. Вказується як у АС, так і у підсилювачів. Іноді це призводило до парадоксів - при спотвореннях типу «сходинка», що виникають в підсилювачах класу АВ на малих рівнях гучності, рівень спотворень міг знижуватися при збільшенні вихідної потужності сигналу до номінальної. Таким чином досягалися рекордні номінальні характеристики в паспортах підсилювачів, з вкрай низьким рівнем спотворень при високій номінальної потужності підсилювача. Тоді як найвища статистична щільність музичного сигналу лежить в діапазоні амплітуд 5-15% від максимальної потужності підсилювача. Ймовірно, тому російські підсилювачі помітно програвали на слух західним, у яких оптимум спотворень міг бути на середніх рівнях гучності, тоді як в СРСР йшла гонка за мінімумом гармонійних і іноді інтермодуляционних спотворень за всяку ціну на одному, номінальному (майже максимальному) рівні потужності.
Паспортна шумова потужність - електрична потужність, обмежена виключно тепловими і механічними ушкодженнями (наприклад: сповзання витків звукової котушки від перегріву, вигорання провідників в місцях перегину або спайки, обрив гнучких проводів і т.п.) при підведенні рожевого шуму через коригувальну ланцюг протягом 100 годин.
Максимальна короткочасна потужність - електрична потужність, яку гучномовці АС витримують без пошкоджень (перевіряється по відсутності деренчання) протягом короткого проміжку часу. В якості випробувального сигналу використовується рожевий шум. Сигнал подається на АС протягом 2 сек. Випробування проводяться 60 разів з інтервалом в 1 хвилину. Даний вид потужності дає можливість судити про короткочасні перевантаженнях, які може витримати гучномовець АС в ситуаціях, що виникають в процесі експлуатації.
Максимальна довготривала потужність - електрична потужність, яку витримують гучномовці АС без пошкоджень протягом 1 хв. Випробування повторюють 10 разів з інтервалом 2 хвилини. Випробувальний сигнал той же. Максимальна довготривала потужність визначається порушенням теплової міцності гучномовців АС (сповзанням витків звукової котушки і ін.).
Загальна термінологія
Рожевий шум - група сигналів з випадковим характером і рівномірною спектральною щільністю розподілу по частотах, спадної зі збільшенням частоти зі спадом 3 дБ на октаву у всьому діапазоні вимірювань, з залежністю середнього рівня від частоти у вигляді 1 / f. Рожевий шум має постійну (за часом) енергію на будь-якому з ділянок частотної смуги.
Білий шум - група сигналів з випадковим характером і рівномірною і постійною спектральною щільністю розподілу по частотах. Білий шум має однакову енергію на будь-якому з ділянок частот.
Октава - музична смуга частот, співвідношення крайніх частот якої дорівнює 2.
Електрична мощност ь - потужність, що розсіюється на омічному еквівалентному опорі, рівному по величині номінальному електричному опору АС, при напрузі, рівному напрузі на затисках АС. Тобто, на опорі, що емулює реальне навантаження в тих же умовах.
оригінал: release.narod.ru